林业科学

作者：李霞镇1,任海青2,李贤军1,*,钟永2,徐康1,郝晓峰1

单位：1. 中南林业科技大学材料科学与工程学院 长沙 4100042. 中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 100091

关键词：重组竹-钢夹板,螺栓连接,承载性能,影响因素,破坏形态

基金：湖南省重点研发计划项目(2020NK2021);湖南省林业科技创新项目(XLK201903);湖南省自然科学基金项目(2020JJ5971);湖南省教育厅优秀青年基金项目(19B609)

目的: 研究重组竹-钢夹板单螺栓连接节点承载特性和破坏形态，为竹结构螺栓连接设计与应用提供参考和借鉴。方法: 采用正交设计方案，对重组竹-钢夹板单螺栓连接节点试样进行单轴压缩加载试验，利用方差分析和多重比较法分析螺栓直径、主构件厚度和端距对初始和屈服后刚度（K1、K2）、屈服和极限载荷（Fy、Fu）及延性率的影响规律。结果: 螺栓直径对初始和屈服后刚度（K1、K2）、屈服和极限载荷（Fy、Fu）及延性率具有显著影响，随螺栓直径增大，螺栓连接节点的初始和屈服后刚度（K1、K2）、屈服和极限载荷（Fy、Fu）显著增加，但延性率明显减小；主构件厚度对初始和屈服后刚度（K1、K2）、极限载荷（Fu）及延性率影响显著，但对屈服载荷（Fy）无显著影响；端距对屈服后刚度（K2）、极限载荷（Fu）及延性率影响显著，但对初始刚度（K1）和屈服载荷（Fy）无显著影响。钢夹板单螺栓连接重组竹的有效破坏主要以Ⅱ型和Ⅲ型2种破坏模式呈现，且当厚径比（L/D）处于3.75~6.00之间时，螺栓呈现"单铰"屈服模式；当厚径比（L/D）处于6.00~13.50之间时，螺栓呈现"双铰"屈服模式。结论: 重组竹-钢夹板螺栓连接节点承载性能和破坏形态受螺栓直径、主构件厚度和端距的共同影响，重组竹-钢夹板单螺栓连接节点的最小主构件厚度和最小端距可分别设置为90 mm和4d（d为螺栓直径），此时节点各承载性能趋于稳定且延性率达到最佳状态。当节点试样满足最小端距和主构件厚度要求时，螺栓屈服模式随厚径比（L/D）增大逐渐由"单铰"屈服转变为"双铰"屈服，节点最终破坏表现为主构件销槽承压和螺栓弯曲同时发生，此时主构件和螺栓均能充分发挥材料的力学性能，是较为合理的破坏模式。

来源：2021年第8期

《林业科学》期刊编辑部

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